用于P2MP组播隧道路径保护的方法与系统与流程

用于p2mp组播隧道路径保护的方法与系统
技术领域
1.本发明属于通信技术领域，更具体地，涉及一种用于p2mp组播隧道路径保护的方法与系统。


背景技术：

2.bgp(border gateway protocol，边界网关协议)/mpls(multi-protocol label switching，多协议标签交换)vpn(virtual private network，虚拟专用网络)技术凭借其灵活性、可靠性等优点广泛应用于现有网络中，同时iptv(interactive personality tv，个人交互式电视)、视频会议、网络直播等业务的兴起，服务提供商也有了在该类型网络中部署ip(internet protocol，网际互连协议)组播业务的需求。ngmvpn(next generation mvpn)提供一种ip组播数据流量跨越bgp/mpls vpn网络的方法，通过建立p2mp(point 2multiple point，点对多点主站)隧道实现点到多点的高效率传输。
3.当位于p2mp隧道的上的节点或路径发生故障，组播业务会中断或通过单播路由收敛才能恢复，但是单播路由收敛时间长，不满足实时性高的组播业务需求。通过部署根节点1 1保护，可以快速检测到p2mp隧道故障，提高组播业务故障倒换的收敛速度。但是现有的双根1 1保护存在冗余组播数据流量，造成带宽浪费，而且只能保护发送端pe(provider edge，运营商边缘)节点以及公网隧道。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种p2mp根节点冗余保护的实现方法，能够解决现有技术存在的以下问题：
5.根节点无保护：当根节点故障或根节点上游链路故障，组播业务中断；
6.组播业务故障收敛速度慢：当p2mp隧道发生故障时，组播业务只有依赖单播路由收敛才能恢复，单播收敛时间长，为此可配置双根1 1保护；配合bfd for p2mp隧道，提高组播业务收敛速度；
7.双根1 1保护问题：配置双根1 1保护，组播流量会沿主备隧道双向转发，导致骨干网转发了双份流量，只能保护sender pe节点以及公网隧道。本发明在此基础上通过在两根节点配置主备竞选，只让主根节点转发组播流量，节省网络资源。
8.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于p2mp组播隧道路径保护的方法，在pe节点上配置组播vpn，形成主备两条p2mp隧道，同时在主备节点部署主备协商机制，配置形成p2mp主备隧道保护；在检测到p2mp隧道故障、pe上游链路故障或主备pe间链路故障时，发起故障倒换，实现p2mp组播隧道保护。
9.本发明的一个实施例中，在pe节点上配置组播vpn，形成主备两条p2mp隧道，同时在主备节点部署主备协商机制，配置形成p2mp主备隧道保护，包括：
10.s11：节点pe1、节点pe2、节点pe3x配置ngmvpn业务，建立pe1-》pe3x与pe2-》pe3x两条隧道，并配置隧道检测，pe3x配置主备组播路由入口，同时节点pe1和节点pe2配置主备协
商功能，确定主用节点pe1及备用节点pe2；
11.s12：主用节点pe1及备用节点pe2的链路检测模块监控上联链路ce1-》pe1与ce1-》pe2状态，并关联到pe1、pe2的主备协商模块，协商的主用pe1节点下发组播路由业务配置，指导转发流量，备用节点pe2不下发组播路由配置；
12.s13：收端pe3x根据主用入口配置转发组播流量，组播业务流方向为ce1-》pe1-》pe3x-》receiver。
13.本发明的一个实施例中，若主用节点pe1隧道状态检测模块监测到p2mp隧道故障即pe1-》pe3x隧道状态故障，则触发主备隧道倒换。
14.本发明的一个实施例中，主用节点pe1隧道状态检测模块监测到pe1-》pe3x隧道状态故障，触发主备隧道倒换，包括：
15.s21：主用节点pe1隧道状态检测模块监测pe1-》pe3x隧道状态故障；
16.s22：主用节点pe1隧道状态检测模块通告给主备协商模块；
17.s23：主用节点pe1主备协商模块将角色状态变为备用，通告给pe1的组播路由管理模块，同时发送主备状态更新消息给备用节点pe2主备协商模块；
18.s24：主用节点pe1组播路由管理模块收到角色状态降为备用，向pe1的数据转发层面下发组播路由配置删除，转发层面不再按对应组播路由转发组播业务；
19.s25：备用节点pe2主备协商模块收到主用节点主备协商模块pe1发送的状态改变消息，将自己由备用状态升为主用状态，并通告给pe2的组播路由管理模块；
20.s26：备用节点pe2组播路由管理模块收到节点角色升为主用消息后，向数据转发层面下发组播路由配置；
21.s27：收端pe3x隧道状态检测模块感知主用隧道故障，选择备用入口转发组播流量；
22.s28：新的组播业务转发路径为ce1-》pe2-》pe3x-》receiver。
23.本发明的一个实施例中，若主用节点pe1链路状态检测模块监测到pe上游链路故障即ce1-》pe1链路状态故障时，则触发主备隧道倒换。
24.本发明的一个实施例中，主用节点pe1链路状态检测模块监测到ce1-》pe1链路状态故障，触发主备隧道倒换，包括：
25.s31：主用节点pe1链路状态检测模块监测到ce1-》pe1链路状态故障；
26.s32：主用节点pe1的链路状态检测模块通告给关联的主用节点pe1主备协商模块；
27.s33：主用节点pe1主备协商模块将角色状态变为备用，通告给pe1的组播路由管理模块，同时发消息给备用节点pe2主备协商模块；
28.s34：主用节点pe1组播路由管理模块收到角色状态降为备用，向pe1的数据转发层面下发组播路由配置删除，转发层面不再按对应组播路由转发组播业务；
29.s35：备用节点pe2主备协商模块收到主用主备协商模块pe1发送的状态改变消息，将自己由备用状态升为主用状态，并通告给pe2的组播路由管理模块；
30.s36：备用节点pe2组播路由管理模块收到节点角色升为主用消息后，向转发层面下发组播路由配置，转发层面开始按对应路由转发组播业务；
31.s37：收端pe3x组播路由管理模块感知主用入口失效，选择备用入口转发组播流量；
32.s38：新的组播业务转发路径为ce1-》pe2-》pe3x-》receiver。
33.本发明的一个实施例中，隧道状态检测模块监测pe1-》pe3x的p2mp隧道状态、链路状态检测模块监测pe1-》pe2链路、ce1-》pe1链路状态，在其中之一状态变化时，触发故障倒换，系统各模块由稳态向倒换态转变，倒换完成后恢复为稳态。
34.本发明的一个实施例中，若主用节点pe1和备用节点pe2的主备协商链路故障，则触发备用节点升为主用，而主用节点无动作，主备两条隧道pe1-》pe3x和pe2-》pe3x同时转发组播业务流量，由pe3x的组播路由管理模块根据主备入口配置选择主入口流量转发。
35.本发明的一个实施例中，若主用节点pe1和备用节点pe2的主备协商链路故障，处理流程包括：
36.s41：主用节点pe1链路状态检测模块监测到pe1-》pe2链路状态故障，无动作；
37.s42：备用节点pe2链路状态检测模块监测到pe2-》pe1链路状态故障；
38.s43：备用节点pe2链路状态检测模块通告给关联的备用节点pe2主备协商模块；
39.s44：备用节点pe2主备协商模块收到主用主备协商模块pe1发送的状态改变消息，将自己由备用状态升为主用状态，并通告给pe2的组播路由管理模块；
40.s45：备用节点pe2组播路由管理模块收到节点角色升为主用消息后，向转发层面下发组播路由配置，转发层面开始按对应路由转发组播业务；
41.s46：此时收端pe3x节点会收到两条组播业务流量，收端根据主备组播路由入口配置，选择主用入口转发组播业务流量。
42.按照本发明的另一方面，还提供了一种用于p2mp组播隧道路径保护的系统，包括多个pe节点，在pe节点上配置组播vpn，形成主备两条p2mp隧道，同时在主备节点部署主备协商机制，配置形成p2mp主备隧道保护；在检测到p2mp隧道故障、pe上游链路故障或主备pe间链路故障时，采用上述用于p2mp组播隧道路径保护的方法，发起故障倒换实现p2mp组播隧道保护。
43.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
44.(1)本发明能够节省骨干网络的流量带宽，减少网络资源消耗；
45.(2)本发明能够实现保护p2mp隧道路径上的链路及节点，同时保护根节点上游链路。
附图说明
46.图1为本发明实施p2mp组播隧道保护场景示意图；
47.图2为本发明实施例主隧道故障倒换场景示意图；
48.图3为本发明实施例主用节点上游链路故障倒换场景示意图；
49.图4为本发明实施例稳态与倒换时序图；
50.图5为本发明实施例主备节点间链路故障倒换场景示意图。
具体实施方式
51.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并
不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
52.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于p2mp组播隧道路径保护的方法，在pe节点上配置组播vpn，形成主备两条p2mp隧道，同时在主备节点部署主备协商机制，配置形成p2mp主备隧道保护；在检测到p2mp隧道故障、pe上游链路故障或主备pe间链路故障时，发起故障倒换，实现p2mp组播隧道保护。
53.具体地，本发明所采用的技术方案是：
54.本发明应用的保护场景为p2mp组播隧道场景(对应图1)，发送端pe与接收端pe通过mldp或rsvp-te建立p2mp隧道。在pe1与pe2上分别建立主备两条p2mp隧道，通过pe1与pe2的主备选择模块，协商出主备隧道，组播业务沿p2mp隧道复制转发，在接收端pe3x剥除标签后，向用户侧转发。在每个接收端pe，其处理机制是完全一致。
55.在所有pe节点上配置组播vpn，形成主备两条p2mp隧道，同时在主备节点部署主备协商机制，配置形成p2mp主备隧道保护。在检测到p2mp隧道故障(对应图2)、pe上游链路故障(对应图3)、主备pe间链路故障(对应图5)时，发起故障倒换，实现p2mp组播隧道保护。
56.具体包括以下步骤：
57.如图2所示，为采用p2mp根节点冗余保护方法，建立pe1-》pe3a/pe3b/pe3c及pe2-》pe3a/pe3b/pe3c的冗余链路。配置形成p2mp主备隧道保护。具体包括以下步骤：
58.s11：节点pe1、节点pe2、节点pe3x配置ngmvpn业务，建立pe1-》pe3x与pe2-》pe3x(指pe3a/pe3b/pe3c)两条隧道，并配置隧道检测，pe3x配置主备组播路由入口。
59.s12：节点pe1和节点pe2配置主备协商功能，确定主用节点(pe1)及备用节点(pe2)。
60.s13：主用节点pe1及备用节点pe2的链路检测模块监控上联链路ce1-》pe1与ce1-》pe2状态，并关联到pe1、pe2的主备协商模块。ce是用户边缘设备，customer edge。
61.s14：基于步骤s12协商的主用(pe1)节点下发组播路由业务配置，指导转发流量，协商的备用节点(pe2)不下发组播路由配置。
62.s15：收端(pe3x)根据主用入口配置转发组播流量。
63.s16：组播业务流方向为ce1-》pe1-》pe3-》receiver。
64.该场景存在主备两条隧道，实现p2mp隧道保护，并保证只有其中一条隧道转发组播流量。
65.需要说明的是：在本发明实施例中收端有3个节点(pe3a/pe3b/pe3c)，当然也可以是一个节点或其他数量的多个节点，本发明的关键在于在发送端pe与接收端pe之间建立主备两条p2mp隧道即可。
66.如图2所示，若主用节点(pe1)隧道状态检测模块监测到p2mp隧道故障(即pe1-》pe3x的p2mp隧道状态故障)，则触发主备隧道倒换。具体包括以下步骤：
67.s21：主用节点(pe1)隧道状态检测模块监测pe1-》pe3x隧道状态故障。
68.s22：主用节点(pe1)隧道状态检测模块通告给主备协商模块。
69.s23：主用节点(pe1)主备协商模块将角色状态变为备用，通告给pe1的组播路由管理模块，同时发送主备状态更新消息给备用节点(pe2)主备协商模块。
70.s24：主用节点(pe1)组播路由管理模块收到角色状态降为备用，向pe1的数据转发
层面下发组播路由配置删除，转发层面不再按对应组播路由转发组播业务。
71.s25：备用节点(pe2)主备协商模块收到主用节点主备协商模块(pe1)发送的状态改变消息，将自己由备用状态升为主用状态，并通告给pe2的组播路由管理模块。
72.s26：备用节点(pe2)组播路由管理模块收到节点角色升为主用消息后，向数据转发层面下发组播路由配置。
73.s27：收端(pe3x)隧道状态检测模块感知主用隧道故障，选择备用入口转发组播流量。
74.s28：新的组播业务转发路径为ce1-》pe2-》pe3x-》receiver。
75.如图3所示，若主用节点(pe1)链路状态检测模块监测到pe上游链路故障(ce1-》pe1链路状态故障)，则触发主备隧道倒换。具体包括以下步骤：
76.s31：主用节点(pe1)链路状态检测模块监测到ce1-》pe1链路状态故障。
77.s32：pe1的链路状态检测模块通告给关联的主用节点(pe1)主备协商模块。
78.s33：主用节点(pe1)主备协商模块将角色状态变为备用，通告给pe1的组播路由管理模块，同时发消息给备用节点(pe2)主备协商模块。
79.s34：主用节点(pe1)组播路由管理模块收到角色状态降为备用，向pe1的数据转发层面下发组播路由配置删除，转发层面不再按对应组播路由转发组播业务。
80.s35：备用节点(pe2)主备协商模块收到主用主备协商模块(pe1)发送的状态改变消息，将自己由备用状态升为主用状态，并通告给pe2的组播路由管理模块。
81.s36：备用节点(pe2)组播路由管理模块收到节点角色升为主用消息后，向转发层面下发组播路由配置，转发层面开始按对应路由转发组播业务。
82.s37：收端(pe3x)组播路由管理模块感知主用入口失效，选择备用入口转发组播流量。
83.s38：新的组播业务转发路径为ce1-》pe2-》pe3x-》receiver。
84.如图4所示，为p2mp根节点冗余保护方法各模块功能的时序图，其中mldp为multipoint extensions for ldp，mrib为组播路由管理模块，mfib为组播转发管理模块。在图1所示场景下，bgp用于传递私网组播路由和接收端pe的自动发现，mldp用于建立mpls p2mp隧道，由主用节点(pe1)和备用节点(pe2)的bgp通知mldp生成传递组播流量的p2mp隧道，分别建立起以pe1和pe2为根的两条隧道。通过主备协商模块确定主备节点，主节点pe1上的mrib模块通知mfib下发组播路由表，同时pe1的隧道状态检测模块监测pe1-》pe3x的p2mp隧道状态、链路状态检测模块监测pe1-》pe2链路、ce1-》pe1链路状态。在其中之一状态变化时，触发故障倒换，系统各模块由稳态向倒换态转变，由pe2上的主备协商模块通知mrib模块节点状态为主用，向mfib下发组播路由表，倒换完成后恢复为稳态。
85.如图5所示，若主用节点(pe1)和备用节点(pe2)的主备协商链路故障，则触发备用节点升为主用，而主用节点无动作，主备两条隧道pe1-》pe3x和pe2-》pe3x同时转发组播业务流量。由pe3x的组播路由管理模块根据主备入口配置选择主入口流量转发。具体包括以下步骤：
86.s41：主用节点(pe1)链路状态检测模块监测到pe1-》pe2链路状态故障，无动作。
87.s42：备用节点(pe2)链路状态检测模块监测到pe2-》pe1链路状态故障。
88.s43：备用节点(pe2)链路状态检测模块通告给关联的备用节点(pe2)主备协商模
块。
89.s44：备用节点(pe2)主备协商模块收到主用主备协商模块(pe1)发送的状态改变消息，将自己由备用状态升为主用状态，并通告给pe2的组播路由管理模块。
90.s45：备用节点(pe2)组播路由管理模块收到节点角色升为主用消息后，向转发层面下发组播路由配置，转发层面开始按对应路由转发组播业务。
91.s46：此时收端(pe3x)节点会收到两条组播业务流量，收端根据主备组播路由入口配置，选择主用入口转发组播业务流量。
92.本发明还提供了一种用于p2mp组播隧道路径保护的系统，包括多个pe节点，在pe节点上配置组播vpn，形成主备两条p2mp隧道，同时在主备节点部署主备协商机制，配置形成p2mp主备隧道保护；在检测到p2mp隧道故障、pe上游链路故障或主备pe间链路故障时，采用上述用于p2mp组播隧道路径保护的方法，发起故障倒换实现p2mp组播隧道保护。
93.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。